15电功、电功率计算题（中档题）(含解析)-上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编
一、计算题
1．（2022·上海·校联考模拟预测）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
2．（2022·上海徐汇·统考模拟预测）图（a）（b）所示是家用电热煮茶壶的铭牌及电路原理图。通过开关 S 的闭合或断开实现“加热”和“保温”两种状态的转换，电阻 R1和 R2为保护电阻或加热电阻。
① 该电热煮茶壶在“加热”状态下正常工作，将1kg的水温度从 20℃ 升高到 40℃，求水吸收的热量 Q吸。 [c水=4.2×103J/（kg·℃）］
② 由铭牌可知，电热煮茶壶“加热”状态下正常工作时的额定功率为 880 W，求“加热”状态时电路中的电流 I。
③ 小汇和小佳讨论保护电阻是电阻 R1还是电阻 R2时，有了两种不同的观点，小汇认为保护电阻为电阻 R1，小佳认为保护电阻为电阻 R2，请指出哪位同学观点是正确的并求出保护电阻的阻值。
3．（2022·上海静安·统考二模）在图（a）所示的电路中，电源电压为3伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，两电流表的表盘均如图（b）所示，闭合开关S，
（1）求电流表A1的示数I1；
（2） 求电阻R1的功率P1；
（3）移动滑动变阻器的滑片P，使两电流表A、A1的指针偏转角度相同，求此时变阻器连入电路中的阻值R2。
4．（2022·上海浦东新·统考二模）如图（a）所示，电源电压为16V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“ ”字样，所用电压表的表盘如图（b）所示。闭合开关S后，电路中的电流为0.4A。求：
①电压表V1的示数U1。
②通电10s，电流通过电阻R1所做的功W1。
③在各电路元件均安全工作的条件下，移动变阻器的滑片，使电路中通过的电流的变化量为最大时，R1消耗的实际电功率的最大变化量最大。
5．（2022·上海嘉定·统考二模）在图所示的电路中，电源电压为12伏且不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S，电压表示数为5伏。求：
（1）通过电阻R1的电流I1。
（2）通电10秒，电流通过电阻R2所做的功W2。
（3）移动滑动变阻器的滑片 P，在电路安全工作的情况下，求电路消耗的最大电功率P最大。
6．（2022·上海杨浦·统考二模）小李同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用电源电压为6伏，且保持不变，小灯泡的额定电压为3.5伏。他正确连接电路，实验步骤正确，闭合开关时，电压表的示数为2伏，电流表的示数为0.2安。
（1）画出小李实验时的电路图；
（2）小李根据上述信息，进行了计算。他的计算过程如下：
他利用这组数据计算出小灯的电阻欧；当小灯正常工作时，伏，瓦。
小李同学的这种做法正确吗？为什么？
（3）小李同学继续移动滑动变阻器的滑片继续实验。当滑片移至滑动变阻器中点时，小灯正常发光。请根据相关信息，求出小灯的额定功率。
7．（2022·上海·上海市延安初级中学校考模拟预测）在如图（a）的电路中，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样，闭合开关S，电压表示数为4伏，电流表示数为0.4安。求：
（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值大小。
（2）电阻R1消耗的电功率大小。
（3）将滑动变阻器的滑片P由距离左端四分之一位置逐渐向右移动，当两个电表偏离零刻度线的角度相同时（电流表、电压表的表盘如图（b）所示），求电路消耗的电功率。
8．（2022·上海宝山·统考二模）在如图电路中，电源电压为24V，滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样，定值电阻R1的阻值为30Ω。求：
（1）电流表示数的最小值Imin；
（2）移动滑动变阻器滑片P，在不损坏电路元件的情况下，电流表示数变化量的最大值ΔImax；
（3）在不损坏电路元件的情况下，该电路消耗的最大功率和最小功率的比值。
9．（2022·上海·校联考三模）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样，R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）光照强度在E1~E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围。（灯泡两端的电压不能超过额定电压）
10．（2022·上海青浦·统考二模）在如图所示的电路中，电源电压为12伏，滑动变阻器R2标有“50Ω 1.5A”字样．电键S闭合后，电流表A的示数为0.6安。
① 求电阻R1的阻值；
② 移动变阻器R2的滑片，求通过干路中的最小电流Imin；
③ 求电源消耗的最大功率Pmax；
参考答案：
1．（1）8V；（2）15Ω；（3）14.4W；8Ω
【详解】解:（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电路仅R1工作，电路中电流为I1=0.8A，电源电压
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电阻R2与R3串联，电压表测R2两端电压，R2=25Ω，U2=5V，则
所以
（3）闭合开关S1、S2和S3时，R3被短路，电阻R1、R2并联接入电路，当I2′=1A时，干路电流最大
此时电路的电功率最大
滑动变阻器接入的阻值为
答：（1）求电源电压为8V；
（2）R3的阻值为15Ω；
（3）电路的最大电功率为14.4W；此时滑动变阻器R2连入电路的阻值8Ω。
2．①J；②4A；③保护电阻为R1，阻值为1045欧，小汇观点正确
【详解】解：①根据可得，水吸收的热量为
②“加热”状态下正常工作，根据，可得“加热”状态时电路中的电流为
③“保温”状态下正常工作，根据，可得“保温”状态时电路中的电流为
此时电路中的总电阻为
“加热”状态下正常工作时电路中的电阻为
所以
答：①水吸收的热量 Q吸为J；
②“加热”状态时电路中的电流 I 是4A；
③保护电阻为R1，阻值为1045欧，小汇观点正确。
3．（1）0.3A；（2）0.9W；（3）2.5Ω
【详解】解：（1）由图可知，开关闭合，电阻R1、R2并联，根据并联电路电压规律已经欧姆定律可得电流表A1的示数，即通过R1的电流I1为
（2）电阻R1的功率P1
（3）移动滑动变阻器的滑片P，使两电流表A、A1的指针偏转角度相同，则两电表示数关系为
此时变阻器的电流为
则此时变阻器连入电路中的阻值R2
答：（1）电流表A1的示数I1为0.3A；
（2） 电阻R1的功率P1为0.9W；
（3）移动滑动变阻器的滑片P，使两电流表A、A1的指针偏转角度相同，求此时变阻器连入电路中的阻值R2为2.5Ω。
4．（1）4V；（2）16J；（3）20.9W
【详解】解：①如图，两电阻串联，电压表V1测R1两端的电压， 由 可知，电压表V1的示数
②通电10s，电流通过电阻R1所做的功
③由图示电压表可知，最大量程为， 则R1两端最大电压为15V，电路最大电流
当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流最小
电路中的最大功率
电路中的最小功率
R1消耗的实际电功率的最大变化量最大
答：①电压表V1的示数U1为4V；
②通电10s，电流通过电阻R1所做的功W1为16J；
③在各电路元件均安全工作的条件下，移动变阻器的滑片，使电路中通过的电流的变化量为最大时，R1消耗的实际电功率的最大变化量最大为20.9W。
5．① 0.5安；②35焦；③12瓦
【详解】解：（1）由图可知，电阻R1，R2串联，电压表测量R1两端的电压，通过电阻R1的电流
（2）R2两端的电压为
U2=U-U1=12V-5V=7V
通电10秒，电流通过电阻R2所做的功W2
W2=U2I2t= 7V×0.5A×10s=35J
（3）若滑片P移至最左端
所以最大电流为1A，故最大功率为
P最大=UI最大=12V×1A=12W
答：（1）通过电阻R1的电流I1为0.5A；
（2）通电10秒，电流通过电阻R2所做的功W2为35J；
（3）移动滑动变阻器的滑片 P，在电路安全工作的情况下，求电路消耗的最大电功率P最大为12W。
6．（1）；（2）见解析；（3）0.875W
【详解】解：（1）伏安法测量小灯泡的电功率，由P=UI可知，需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，用滑动变阻器调节电路中的电流，所以电流表、变阻器与灯串联在电路中，电压表并联在灯的两端，电路图如图所示：
（2）小李同学的这种做法不正确，因为灯丝电阻随温度变化而变化，在2V时灯丝的电阻不等于3.5V时灯丝的电阻，用10Ω计算额定功率是错误的。
（3）闭合开关时，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A，此时变阻器处于阻值最大处，变阻器两端的电压
UR=U-UL=6V-2V=4V
变阻器的最大阻值
当滑片移至滑动变阻器中点时，小灯正常发光，此时变阻器两端的电压
U' R=U-U额=6V-3.5V=2.5V
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到通过灯泡的电流
灯的额定功率
P额=U额I额=3.5V×0.25A=0.875W
答：（1）如上图所示；
（2）见解析；
（3）小灯的额定功率是0.875W。
7．（1）10Ω；（2）3.2W；（3）3.2W
【详解】解：（1）由电路图知道，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，闭合开关S，电压表示数为4伏，电流表示数为0.4安，由知道，滑动变阻器R2接入电路的阻值
（2）由串联电路的电压规律知道，R1两端的电压为
U1=U-U2=12V-4V=8V
由知道，R1的电阻
由知道，电阻R1消耗的电功率大小
（3）当滑片距左端处向右移动时，R2>10Ω，此时电路的电阻最小，由欧姆定律知道，此时电路的电流最大，为
所以，电流表选用0～0.6A量程，分度值是0.02A，电压表选用0～15V，分度值是0.5V设两表指针均偏转n格，则滑动变阻器接入电路的阻值
由欧姆定律知道，此时电路的电流
由知道，电路消耗的电功率
答：（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值大小10Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率大小是3.2W；
（3）电路消耗的电功率是3.2W。
8．（1）1.28A；（2）1.52A；（3）35∶16
【详解】（1）由图可知，开关S闭合，两电阻并联在电路中，根据并联电路电流规律可知，干路电流等于各支路电流之和，流过电阻R1的电流
滑动变阻器的最大阻值接入电路时，流过滑动变阻器的电流最小，最小电流为
电路中的总电流
Imin=I1+I2最小=0.8A+0.48A=1.28A
（2）当流过滑动变阻器的电流最大时，电路中的总电流最大，最大总电流为
电流表示数变化量的最大值
（3）电源电压不变，该电路消耗的最大功率和最小功率的比值为
答：（1）电流表示数的最小值为1.28A；
（2）电流表示数变化量的最大值为1.52A；
（3）该电路消耗的最大功率和最小功率的比值为35∶16。
9．（1）3600J；（2）36V；（3）4.32W~12W
【详解】解：（1）灯泡的电阻为
灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为
（2）电路中的电流为
电源电压为
（3）光照强度在E1~E2之间，电路中的总电阻为
电路中的最小电流为
灯泡的最小功率为
灯泡的最大功率为
实际功率的取值范围为4.32W~12W。
答：（1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为3600J；；
（2）电源电压为36V；
（3）光照强度在E1~E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围为4.32W~12W。
10．① 20Ω ； ②0.84A； ③ 25.2W
【详解】解：①由电路图可知，R1 与R2 并联，电流表测通过R1 的电流；并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电阻R1 的阻值
②滑动变阻器接入电路中的电阻最大时干路电流最小，则通过R2 的最小电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路最小电流
Imin =I1+I2小 =0.6A+0.24A=0.84A
③由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流I2大 =1.5A，则干路的最大电流
Imax =I1+I2大 =0.6A+1.5A=2.1A
电源消耗的最大功率
Pmax =UImax =12V×2.1A=25.2W
答：① 电阻R1的阻值为20Ω；
② 移动变阻器R2的滑片，通过干路中的最小电流为0.84A；
③ 电源消耗的最大功率为25.2W。
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试卷第5页，共5页
